(57)【要約】【課題】  導電性が良く、物理的安定性優れ長期間にわたって導電性能を保持でき安価である黒鉛電極装置とその設置方法を提供する。【解決手段】  黒鉛を主材料として一定形状に成型した黒鉛ペーストの内部に通気軸を設けた電極棒１３と、この電極棒の周囲に設けた筒状の電極鞘２と、前記電極鞘の表面に取り付けた締め具とからなる黒鉛電極装置Ａとこの黒鉛電極装置を、水溶液あるいは土壌中に水平に配置した電極筒内部に配置すると共に、電極筒内部に揚水チューブを設置し、黒鉛電極装置Ａの端部に連接具７を取り付け、前記連接具に別の黒鉛電極装置を垂直に取り付けて接続させ、前記別の黒鉛電極装置の上端にニップルを設け、このニップルを水溶液あるいは土壌の表面より上方に位置させたことを特徴とする黒鉛電極装置の設置方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒鉛を主材料として一定形状に成型した黒鉛ペーストの内部に通気軸を設けた電極棒と、この電極棒の周囲に設けた筒状の電極鞘と、前記電極鞘の表面に取り付けた締め具とからなる黒鉛電極装置。
【請求項２】
前記黒鉛ペーストは、黒鉛と内部非硬化型樹脂や、内部非硬化型樹脂を含む混合物とを混練した材料からなることを特徴とする請求項１記載の黒鉛電極装置。
【請求項３】
前記電極鞘は、合成樹脂を素材とする任意の形状に成形した外被網と、前記外被網の内側に構成した透水性の被覆布からなることを特徴とする請求項１又は２記載の黒鉛電極装置。
【請求項４】
前記電極鞘に、前記電極棒の外部と前記黒鉛ペーストとを接続する金属線を保持するためのニップルを取り付けたことを特徴とする請求項１又は２又は３記載の黒鉛電極装置。
【請求項５】
前記電極棒を、導電性を有する連接具によって複数接続したことを特徴とする請求項１又は２又は３又は４記載の黒鉛電極装置。
【請求項６】
黒鉛を主材料として一定形状に成型した黒鉛ペーストの内部に通気軸を設けた電極棒と、
前記黒鉛ペーストの周囲に設けた、合成樹脂を素材とする任意の形状に成形した外被網と前記外被網の内側に構成した透水性の被覆布からなる電極鞘と、電極鞘を成形するに当たって外被網の端部を重ね合わせて任意の形状に成形する構造であって、
前記電極鞘の表面に取り付けた締め具と、前記電極棒の外部と前記黒鉛ペーストとを接続するための金属線を保持するためのニップルを前記電極鞘に取り付けてなる黒鉛電極装置。
【請求項７】
水溶液あるいは土壌中に電極筒を水平に配置し、その後、前記電極筒内部に請求項１記載の黒鉛電極装置を水平に配置すると共に、電極筒内部に揚水チューブを設置し、
前記水平に配置した黒鉛電極装置の端部にＬ型連接具あるいはＴ型連接具を、一端を上方に向けて取り付け、
次いで、前記連接具に、別の黒鉛電極装置を垂直に取り付けて前記水平に配置した黒鉛電極装置と接続させると共に、前記別の黒鉛電極装置の上端にニップルを設け、
前記ニップルを水溶液あるいは土壌の表面より上方に位置させ、
前記揚水チューブから電気分離によって集めた溶液を揚水することを特徴とする黒鉛電極装置の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶液中の或いは土壌中の溶解物質の電気分離に用いる電極装置に関するものであって、電極装置を構成する基本的な部分に、導電性物質として黒鉛ペーストを、その外被に電極鞘を設けてする、長寿命にして安価な黒鉛電極装置及びその設置方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水溶液中の或いは土壌中の物質の電気分離をする場合に、陽極が金属であれば陽極に生ずる強酸によって容易に溶解するため電極として不適当である。また白金等は酸に不溶だが高価であって経済的に実用化できないなどのために、実用的には炭素（黒鉛）電極が特に期待されている。
【０００３】
一般に、黒鉛電極は導電性がよく、強酸、強アルカリにも強く、比較的安価でもあり、実用化が期待されている。しかしながら、水溶液中で通電すると短期間に崩壊して溶液は黒濁してしまう。導電性ゴムであっても導電性の高い導電性ゴムでは容易に破裂して崩壊する。崩壊しにくい材質で製造されたカーボンファイバー製の棒や導電性ゴムでは導電性が低い、あるいは特許文献１記載の棒状電極材ではカーボンファイバーの消耗が大きい、リード電線と棒状電極材をつなぐニップル部腐食の課題が解決されないなどの問題があって、導電性が良く、物理性が安定的で安価である実用的に有意な黒鉛電極棒の開発が期待されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１１４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、水溶液中あるいは土壌中の物質の電気分離に際して、陽極では発生した酸素と黒鉛との反応によりガスが生じ、この反応に伴って生ずる炭素（グラファイト）結晶の間隙に水が入り込んで、その過程の膨圧によって電極棒が崩壊してしまう。この電極棒の崩壊は、一旦崩壊が始まると急速に進行して、電気分離の速度が不安定かつ低下し、電極棒の消耗が激しく非常に不経済である。また、炭素粒子の間隙を通じて入り込む強酸性溶液によるニップルに設けた電線接続部の腐食がある。
【０００６】
上記のような課題を解決する実用的に有意な炭素電極を供給するには、次のような事項が求められていた。
（１）炭素電極棒に生ずる物理的崩壊を防ぐ素材。
（２）炭素消耗に伴って生ずる電極材の密度低下を防いで導電性を保つ素材。
（３）電線と電極棒内部の炭素材との接続箇所において酸による電線、金属棒の腐食を軽減する素材。
（４）水中或いは土壌中に電極棒を設置する際に、電源となるリード線を取り付けたニップルを液面上、地上に位置させつつも、電極棒の長軸を水中、地中に水平に配置することのできる電極の形状。
（５）多数の電極棒を効率的に設置するための簡便な電極の着脱法、あるいは土壌面などの凹凸、傾斜のある電気分離対象面になじみよく電極棒を配置する方法、任意地点に移動しつつ電気分離できる電極の設置方法。
本発明は、このような課題を解決するもので、導電性が良く、物理的安定性優れ長期間にわたって導電性能を保持でき安価である黒鉛電極装置及びその設置方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の要旨とするところは、黒鉛を主材料として一定形状に成型した黒鉛ペーストの内部に通気軸を設けた電極棒と、この電極棒の周囲に設けた筒状の電極鞘と、前記電極鞘の表面に取り付けた締め具とからなる黒鉛電極装置である。
【０００８】
本発明の要旨とするところは、前記黒鉛ペーストは、黒鉛と内部非硬化型樹脂や、内部非硬化型樹脂を含む混合物とを混練した材料からなることを特徴とする黒鉛電極装置である。
【０００９】
本発明の要旨とするところは、前記電極鞘は、合成樹脂を素材とする任意の形状に成形した外被網と、前記外被網の内側に構成した透水性の被覆布からなることを特徴とする黒鉛電極装置である。
【００１０】
本発明の要旨とするところは、前記電極鞘に、前記電極棒の外部と前記黒鉛ペーストとを接続する金属線を保持するためのニップルを取り付けたことを特徴とする黒鉛電極装置である。
【００１１】
本発明の要旨とするところは、前記電極棒を、導電性を有する連接具によって複数接続したことを特徴とする黒鉛電極装置である。
【００１２】
本発明の要旨とするところは、黒鉛を主材料として一定形状に成型した黒鉛ペーストの内部に通気軸を設けた電極棒と、前記黒鉛ペーストの周囲に設けた、合成樹脂を素材とする任意の形状に成形した外被網と前記外被網の内側に構成した透水性の被覆布からなる電極鞘と、電極鞘を成形するに当たって外被網の端部を重ね合わせて任意の形状に成形する構造であって、前記電極鞘の表面に取り付けた締め具と、前記電極棒の外部と前記黒鉛ペーストとを接続するための金属線を保持するためのニップルを前記電極鞘に取り付けてなる黒鉛電極装置である。
【００１３】
本発明の要旨とするところは、水溶液あるいは土壌中に電極筒を水平に配置し、その後、前記電極筒内部に黒鉛を主材料として一定形状に成型した黒鉛ペーストの内部に通気軸を設けた電極棒と、この電極棒の周囲に設けた筒状の電極鞘と、前記電極鞘の表面に取り付けた締め具とからなる黒鉛電極装置を水平に配置すると共に、電極筒内部に揚水チューブを設置し、前記水平に配置した黒鉛電極装置の端部にＬ型連接具あるいはＴ型連接具を、一端を上方に向けて取り付け、次いで、前記連接具に、別の黒鉛電極装置を垂直に取り付けて前記水平に配置した黒鉛電極装置と接続させると共に、前記別の黒鉛電極装置の上端にニップルを設け、前記ニップルを水溶液あるいは土壌の表面より上方に位置させ、前記揚水チューブから電気分離によって集めた溶液を揚水することを特徴とする黒鉛電極装置の設置方法である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、電極棒は黒鉛を主材料として一定形状に成型した黒鉛ペーストよりなるため、物理的崩壊を防ぎ、かつ炭素消耗に伴って生ずる電極材の密度低下を防いで導電性を保つことができる。また、電線と電極棒内部の炭素材との接続箇所において酸による電線、金属棒の腐食を軽減することができ、導電性が良く、物理的安定性優れ安価である等の効果を奏する。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、表面が固化しても内部は固化しない黒鉛ペーストの特性により、長期間にわたって導電性能を保持できる性質を有するため、炭素消耗に伴って生ずる電極材の密度低下を防いで長い間導電性を保つことができる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、外被網は透水性能があり、かつ一定の抗張力と形状とを保持することが可能な合成樹脂製の網であるため膨圧に対抗する張力を有しており、また電気鞘を所望の形状とすることができ、電気鞘の中に黒鉛ペーストを有効に充填することができるのであって、電極鞘の外部複数箇所に締め具を装着することによって電極鞘の形態を安定させることができる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、電極棒の外部と前記黒鉛ペーストとを接続する金属線を保持するためのニップルを取り付けたため、ニップルに金属線を貫通保持する複数の貫通孔を設けて、腐食した金属線等に替えて、新規の金属線等の端部を、この貫通孔に順次交換して挿入し黒鉛ペーストに貫入通電させることで、電線と電極棒内部の炭素材との接続箇所における腐食を軽減することができる。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、導電性を有する連接具を用いることで、複数の電極棒を効果的に接続することができる。
【００１９】
請求項６記載の発明によれば、素材の物理的崩壊を防ぎ、かつ炭素消耗に伴って生ずる電極材の密度低下を防いで導電性を保つことができる。また、電線と電極棒内部の炭素材との接続箇所において酸による電線、金属棒の腐食を軽減することができ、導電性が良く、物理的安定性優れ安価である。
また外被網の端部を可動に重ねあわせて電極鞘を形成する構造として、外圧を与えることにより電極鞘の径寸法を縮小して、もって黒鉛ペーストの密度低下を防ぐとともに電気鞘を所望の形状とすることができ、電気鞘の中に黒鉛ペーストを有効に充填することのできると共に、電線と電極棒内部の炭素材との接続箇所における腐食を軽減することができる等の効果を奏する。
【００２０】
請求項７記載の発明によれば、黒鉛電極装置を、電気分離の対象である水溶液あるいは土壌中に複数配置する場合、多数の電極棒を効率的に簡便に設置でき、あるいは土壌面などの凹凸、傾斜のある電気分離対象面になじみよく電極棒を配置することができ、かつ任意地点に移動しつつ電気分離できるのである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の黒鉛電極装置の一実施形態の一部切り欠き斜視図である。
【図２】本発明の電極棒の断面図である。
【図３】本発明の電極棒に電極鞘を巻装した状態の断面図である。
【図４】本発明の黒鉛電極装置の一実施形態の断面説明図である。
【図５】本発明の黒鉛電極装置の一実施形態の一部切り欠き斜視図である。
【図６】本発明の黒鉛電極装置の連接具を用いた設置状態の斜視図である。
【図７】本発明の黒鉛電極装置の設置方法を示す説明図であり、（ａ）、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）、（ｂ）の平面図である。
【図８】従来例の電極体の設置方法を示す説明図（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態の一部切り欠き斜視図であり、本実施形態の黒鉛電極装置Ａは次の構成である。
黒鉛と内部非硬化型樹脂や、内部非硬化型樹脂を含む混合物からなるバインダー材とを混練して円筒状にした黒鉛ペースト１を構成し、この黒鉛ペースト１の内部の中心軸上に通気軸６を設けて電極棒１３を構成する。この電極棒１３の周囲には電極鞘２を巻装する。この電極鞘２は、合成樹脂を素材とする外被網３とこの外被網３の内側に透水性の被覆布４を重ねあわせて筒状に成形したものである。
前記電極鞘の表面に、弾性材質よりなり、常に電極棒の内部に締め付け力を与える締め具５を取り付ける。
また、電極棒１３外部と電極棒１３内の黒鉛ペースト１とを接続するためのリード線等の金属線１１を保持するために、金属線１１を挿通する貫通孔１０を設けたニップル９を電極鞘２に固定もしくは着脱自在に取り付けてある。
図５に示す黒鉛電極装置Ａの実施形態は、前記電極棒１３を連接具７によって複数個接続した構成を示している。
【００２３】
電極の主体部をなす導電性物質には、黒鉛を用い、黒鉛と前記バインダー材とを混練した材料である黒鉛ペースト１によって電極棒１３の導電性物質の主体とする。黒鉛ペースト１は、黒鉛と前記バインダー材との混合比を重量にして１：０．７〜１：１．８を標準とする所望の導電性が得られるように定めた比率をもって均一な混合物になるよう十分に混練し、その後、円筒あるいは平板状に成形したものである。
【００２４】
本実施形態では、前記電極棒１３を電極鞘２内に黒鉛ペーストを充填して円筒状に製作するが、電気分離する目的、分離条件その他条件に合せて、適切な形質に成形できる。この場合、電極棒１３は予め基本的な形質、単位寸法に成形しておき、単位寸法の電極棒１３を連接して所望長さの電極棒を得ることもできる。
【００２５】
ここに用いる黒鉛の種類は人造であるか天然であるかを問わず、また黒鉛結晶の種別、粒径を問わず、所望の導電性をもたせうるに足る高導電性黒鉛であり、バインダー材は、前記のように天然性油脂等の内部非硬化型樹脂、あるいは油脂コーキング材をはじめとした、内部非硬化型樹脂を含む混合物である。
【００２６】
前記電極棒１３の構成によれば、黒鉛によって導電性を付与し、バインダー材である内部非硬化型樹脂や、内部非硬化型樹脂を含む混合物の特色である表面が固化しても内部は固化しない特性を利用したため、黒鉛ペーストが表面が固化しても内部は固化しない特性を有し、電極棒の材質を力学的に粘りある柔軟な物質で構成し崩壊しにくくなるのである。
また、溶液の水が一斉に電極棒中に侵入することなく長期間にわたって導電性能を保持できる性質を有するため、前記した炭素消耗に伴って生ずる電極材の密度低下を防いで導電性を保つ素材が得られるのである。
【００２７】
電極鞘２は外被網３と被覆布４とによって、電極鞘２内に電極棒１３を充填するための円筒形をしているが、この他にも長方形筒型、筐状等、あるいは任意の断面形状と長さとを有する形状とすることができる。
前記外被網３は、素材を高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂とし、網目径を３．０ｍｍ〜６．０ｍｍ、網糸の径を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍとする格子状の網で構成し、被覆布４は透水性の織布または不織布によって構成する。この外被網３も前記電極鞘２と同様、円筒形、長方形筒型、筐状等の任意の形状に成型することができる。
この外被網３は、透水性能があり、かつ一定の抗張力と形状とを保持することが可能な合成樹脂製の網であるから、膨圧に対抗する張力を有している。
【００２８】
前記電極鞘２を成形する方法の一例を示す。まず、半円環状断面に成形した２枚の外皮網３を、その端部をつきあわせ重ね合わせて円筒状に成形したり、帯状に成形した外被網３を螺旋に巻いて円筒状としたり、あるいは複数層に重ねて長方形断面の版状にするなどして外皮網３を成形し、その外皮網３の内側に被覆布４を張る等の方法によって所望の形状に構成する。この電極鞘２の中に黒鉛ペースト１を充填し、外部複数箇所に締め具５を装着して形態を安定させるのである。
前記成形方法の選択は、予定する導電性能から設定する黒鉛ペースト１の性質によって決定され、所望する導電性が低い場合は螺旋に巻いて円筒にする方法によることが好ましい。
【００２９】
前記電極棒１３の長軸上に通気性を有する軸芯である通気軸６を設けて、電気分離に伴って発生する気体を、この通気軸６に存在する空隙によって電極棒１３の外に逃がし、同時に黒鉛ペースト１に生ずる膨圧を吸収するのである。
通気軸６の軸芯６１を竹木あるいは合成樹脂製等の硬質細材により作成し、この軸芯６１に通気性のある布６２を巻きつけて柔軟な外装を有する細棒をつくり、これを電極棒１３の通気軸６として、電極棒１３の黒鉛ペースト１中に配置するものである。
【００３０】
電極棒１３の形状が板状である場合は通気軸６を板状の黒鉛ペースト１に並列して配置することもできる。また、電極棒１３の断面が大きい場合は、黒鉛ペースト１中に複数の通気軸６を電極棒１３の断面に対して環状に配置することもできる。
さらに、膨圧に対しては、電極棒１３の軸芯に柔らかな素材を配置して、この柔らかな素材によって膨圧を吸収させ、発生したガスを電極棒１３の外に逃がす構成とすることもできる。
【００３１】
ガス発生などの結果生ずる電極棒１３の密度低下に対しては、電極鞘２の複数箇所に締め具５を取り付けて、電極棒１３の外部から締め付け圧を加えて黒鉛ペーストの密度低下を防ぎ、同時に電極鞘２の形態を安定させて導電性を保持させるのである。
前記締め具５は、随時締め付けできるバンド式の物であるが、必要によって、このバンドをゴム等の耐強酸性のある収縮機能を持った弾性素材によって構成することができる。この場合には、ゴム等の収縮機能によって、電極棒１３の内部に連続的に圧力をかけ続ける状態を作り、黒鉛ペースト１の密度を保って電気伝導度の低下を遅らせることができる。
【００３２】
電極棒１３は、導電性のある連接具７によって、図４、図５に示すように複数個を接続することができ、この連接具７の組み合わせによって、対象となる液槽あるいは土壌の一定空間に電極棒１３を適切に配置できる。
連接具７の形状、材質は、電極鞘２の内面に接する寸法の外径を有する合成樹脂中空管、硬質塩化ビニール管あるいは硬質ゴム、その他合成樹脂成形品等を用いることができ、電極鞘２と緊結するために表面に複数の突起８を構成し、この突起８を外被網３にひっかけることで電極鞘２に固定する。
また、連接具７の長軸の断面形をＩ型、Ｌ型、Ｔ型等にすることにより所望の形状の電極棒と電極鞘を形成することができるのであり、その他の板状の構成も採用できる。
【００３３】
前記連接具７は、挿し込み継ぎ式の形状構造であり、連接する際には、連接具７の内部に黒鉛ペースト１を充填すると共に、通気軸６を黒鉛ペースト１に貫入させて配置する。次いで、連接具７の両端部に接続する電極棒１３を挿し込んで嵌入させ、この連接具７の両端部をそれぞれ電極鞘２に挿入して、複数の電極鞘２を接続し、この電極鞘２の上から複数の締め具５を用いて固定するのである（図４参照）。
上記のように連接具７の内部には黒鉛ペースト１を充填してあるため、連接する別の電極棒１３の黒鉛ペースト１に連接具７内の黒鉛ペースト１を密着させることができるのである。
【００３４】
図６に示すように、黒鉛電極装置Ａの電極棒１３や電極鞘２を地中あるいは水中に長軸を水平に配置して電気分離を行なう場合に、Ｔ型の連接具７を用いて複数の黒鉛電極装置Ａを接続し、連接具７の上部の電極棒１３の上端を地上に位置させて、空中でニップル９に金属線１１を接続する。これにより地上に露出したニップル９に接続しつつ電極棒１３あるいは電極鞘２を、これを収容する物体に差し入れ引き出しすることができる。
【００３５】
この場合、黒鉛電極装置Ａは電極筒１４に取り付けられるが、この電極筒１４は有孔管など通水性のある資材によって構成されていて、黒鉛電極装置Ａを包み込むような形状であり、かつ黒鉛電極装置Ａを内部に収容して所定の間隙を有する大きさである。当該間隙に揚水チューブ１５が配置される。
水平に設置された電極筒１４内に集められた水溶液は、連接具７内に設置された揚水チューブ１５によって地上に排出することができるのである。
【００３６】
前記連接具７を用いて電極棒１３あるいは電極鞘２を設置することの効果は次の通りである。
従来より行われていた、土壌や溶液の電気分離を行なう場合の電極体Ｄの配置は、電極体Ｄの長軸を鉛直とする配置である（図８参照）。一方、土壌汚染除去を行う場合、除去を必要とする土壌の深さは多くの場合５０ｃｍ以内であり、従って鉛直に配置された電極長さも５０ｃｍ未満である。しかし、一般に対象である土壌面積は、深さに比べて遥かに大きいことから、電極１本当たりの浄化面積が大きく、浄化期間を短くしようとすればそれに応じ多数の電極が必要になる。また、電極数を少なくしようとすればそれに応じ多くの時間を必要とすることになる。
【００３７】
このような従来の電極棒配置方法に対して、本発明の電極棒１３を水平に配置する方法（図６、図７参照）は、電極棒１３を浄化の必要な深さに水平に配置にすることで、対象とする浄化面積や所望する浄化期間に応じて電極棒１３の長さと配置密度を設定し、それをもって効率よく電気分離を行うことができ、極めて有利である。しかしながら、直線状の電極棒１３を水平に配置しようとすると、リード電線を接合するニップル以下を土中、水中に沈める構造となってしまい、リード電線の腐食する問題によって、実際の分離装置として成立しない。
また、電極材を金属にして、これを曲げて一端を地上、水上に位置させつつニップルとリード電線を接続する方法が考えられるが、陽極においては電気分解によって発生する強酸のために金属電極は容易に溶解してしまう。これを防ぐために、鉛直配置の電極では陽極筒にアルカリ液を投入する方法も用いられるが、電極棒が水平の場合はアルカリ液を電極棒の所在する範囲全体に行き渡らせ、中和効果を電極棒全体に及ぼすことが困難であることから、金属電極棒を水平に配置してニップルは地上、水上に位置させる方法は困難であったが、本発明の黒鉛ペーストを充填したＬ型、Ｔ型等の連接具を用いる設置方法によれば、電極棒を水平に配置した際であっても、ニップルを空中に配置する方法が可能となり、電気分離の効率を、特に浅い層の電気分離効率を格段に向上させることが可能となった。
【００３８】
電極棒１３外部のリード電線等の金属線１１と電極棒１３との接続するために、ニップル９を電極鞘２に固定して、あるいは着脱自在に取り付けてある。このニップル９に設けた複数の貫通孔１０を通して配置した金属線１１を黒鉛ペースト１中に貫入させるのである。
前記ニップル９は、硬質ゴム、合成樹脂などの不吸水性の低導電性素材による、一定の厚さを有する円板状あるいは任意形状で栓状のものに金属線１１の貫通孔１０を複数設けたものである。
黒鉛ペースト１と金属線１１とを接続するには、ニップル９に設けた貫通孔１０から使用して腐食した金属線１１を取り出し、その後新たな金属線１１を貫通孔１０を通して黒鉛ペースト１中に貫入させる。
図１中、符号１２は、キャップである。
【００３９】
本発明の効果について、実験を踏まえて次のように説明する。
〔実験例１〕
[実験の対象]  土壌からのマンガン除去
[実験方法]  腐食混じり関東ロームであって、含水比56％、水素イオン濃度pH6.8、の土壌に対して電気分離を行った。電気分離の目的はマンガンイオン濃度400ppmの低減除去である。
土壌のその他の主な溶解性成分は、CaO，MgO, NH4-N, NO3-N, K2O, P2O5, Fe+などである。
除去期間は１ヶ月である。装置は土壌15lを水道水で飽和させたもの、陰陽電極間隔25cm、直流電気を電位差12Vで陽極電極に黒鉛ペースト電極棒径22mm、陰極にステンレス（SUS304）径10mmを使用。
[実験結果]  １ヵ月で当初の400ppmから25ppmまでに低下させる結果を得たが、この間、黒鉛ペースト電極棒を交換することなく３回の緊圧をしたのみの維持管理によってマンガン除去を達成した。この場合、黒鉛ペースト電極棒の当初の電気抵抗は30Ω、最後の段階での電気抵抗は60Ωであった。
この結果から、黒鉛ペースト電極棒をもちいて、有効にマンガン除去を行うことが可能であり、黒鉛電極棒の実用的効果が明らかである。
【００４０】
〔実験例２〕
高濃度のヒ素と鉄を含む硫黄鉱山の排水からヒ素と鉄を除去する実験に用いた例
[実験の対象]  旧硫黄鉱山から湧出するヒ素汚染排水からのヒ素と鉄の電気分離実験
[実験方法]   原排水の汚染物質成分は、水素イオン濃度pH2.5、ヒ素濃度1.19ppm、全溶解鉄濃度198ppmで、この排水を、水量30l/12時間、電極間隔25cm、陽極に黒鉛ペースト電極棒径22mm、陰極にステンレス管径10mm、直流電気を電位差24Vで12時間の通電をする分離によった。
[実験結果]  ヒ素含有0.01ppm未満、全溶解鉄含有0.01pm未満となる除去結果を得た。
同様の試験を２週間断続的に実施し、その間、黒鉛ペースト電極は交換することなく性能を全うした。この場合、黒鉛ペースト電極棒の当初の電気抵抗は30Ω、最後の段階での電気抵抗は40Ωであった。この場合、陽極電極棒の耐久性を知る対照として直径10mmのステンレス（SUS304）管を陽極棒として用いたが，これは通電後２８時間で先端から溶解が始まり電気分離には耐えなかった。
【００４１】
〔実験例３〕
塩害土壌から塩化ナトリウムを分離除去した例
[実験の対象]  東日本大震災によって生じた塩害水田土壌（陸前高田市）の試料を２個（試料A、試料Bとする）採取して使用した。
試料Aは、海水を被った水が湛水している水田土壌。Bは海水をかぶった後にやや乾燥の進んだ土壌である。土壌質はA、Bともに腐植に富む砂質シルトである。
試料土壌は、試料AがpH7.0、塩化ナトリウム濃度0.05％、試料BがpH5.8、塩化ナトリウム濃度0.1％で、かなり塩分が多く、特に試料Bは塩分除去対策を必要とする水準である。
[実験方法]  試料は幅40cm、奥行き30cm、深さ25cmの水槽２個に試料の土壌を投入し、試料Aは水で飽和しているのでそのまま、試料Bは水道水で飽和させて実験に供した。
実験は、２個の水槽内の土壌に、各々電極間隔32cm、陽極に黒鉛ペースト電極棒径22mm、陰極にステンレス管（SUS304）径10mmを各々合成樹脂網に布を貼った電極筒内に設置し、各々の電極に直流電気の電位差24V  0.5Aを通電する分離によった。
また、電極の耐久性の比較として、陽極にステンレス（SUS304）径10mmを設置した装置も設けた。
【００４２】
[実験結果]  実験開始後、直ちに分離を開始し、１時間後には陰極鞘周囲には白い炭酸ナトリウムの集積が見られた。この通電７日後に試料A、Bの塩分濃度を検定した結果、試料A、Bともに0.01％未満となる結果を得た。また、電極材の耐久性比較では、ステンレス電極が４８時間後には先端が大きく崩壊して長期の電気分離には耐えられないのに対して、黒鉛ペースト電極が７日経過でも有効に機能しており、黒鉛ペースト電極が長期間の供用に耐えることが明らかである。
【００４３】
以上の通り、上述の黒鉛電極装置とその設置方法は、電気分離法で、水溶液、土壌、地下水等からの汚染物質の除去を効果的に行えるもので、汚染の状態により浄化水準、期間、コストを計画的に実現することができる。
また、除去物質としては、イオン化している、あるいはイオン化可能な物質の全て、および水溶液の有機物（ＶＯＣ）を含む物質であり、ヨウ素、セシウム、ストロンチウム等の放射性物質も除去可能である。
本装置を適用する場所は、農地、草地、運動場、工場等の大面積の土地、あるいは宅地の一部等の少面積の土地、排水プール、湖沼、地下水等、あらゆる場所が対象となる。
【符号の説明】
【００４４】
１  黒鉛ペースト
２  電極鞘
３  外被網
４  被覆布
５  締め具
６  通気軸
７  連接具
９  ニップル
１０  通気孔
１１  金属線
１３  電極棒
Ａ  黒鉛電極装置
Ｄ  電極体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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